SMA路面设计施工技术

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2.3 SMA的应用概况——江苏省


SMA在江苏的应用始于95年，在宁连、宁通公路上修 筑了SMA试验路。 1998年以来对SMA路面进行了大量试验、研究 1999年：宁合、宁杭 2000年开始在淮江高速公路等新建公路应用 2001年：连徐CDE26、宁靖盐W、宁宿徐R21 2002年：汾灌、连徐、宁靖盐 2003年：宁杭、徐宿、京福 2004年：宁杭、通启、沿江、扬州西北绕城等 2005年：盐通、宿淮、沪宁扩建等
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⑵测定VCA(粗集料间隙率)

按照T0309-2000或AASHTO TP19的实验 方法，测定各试验级配粗集料骨架部分 的粗集料间隙率VCADRY
1 SMA概述

1.1 SMA的概念
1.2 SMA的特点 1.3 SMA级配曲线
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1.1 SMA的概念

SMA（Stone Mastic Asphalt）即沥青玛蹄脂碎石混合料，它 是按照内摩擦角最大的原则，以间断级配的粗集料形成相互 嵌挤的矿料骨架;然后按照空隙率较小的原则，以沥青玛蹄脂 填充骨架的空隙，形成一种骨架密实结构的沥青混合料。
江苏地区SMA级配推荐范围
层次Hale Waihona Puke Baidu类型 方筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 上面层 SBS改性沥青SMA-13 100 90～100
9.5 4.75
2.36 1.18 0.6 0.3
50～75 22～32
16～27 14～24 12～20 10～16
0.15
0.075
9～13
8～12
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两面各击75次
3－4.5 不小于17.0 不大于VCADRC 75－85 不小于5.7 不小于6.0 不小于6.3 不小于6.6 不宜小于6.0 2－ 5
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3.3配合比检验的要求
检验项目 谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失[1] 单位 ％ ％ 技术要求 不大于0.1 不大于20 试验方法 T0732 T0733
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SMA路面技术讲座



1 SMA概述 2 SMA在国内外的应用情况 3 SMA配合比设计 4 SMA材料的要求 5 SMA施工工艺
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美国的设计规范中4.75mm的通过量较小 （20%~28%）

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2.2 SMA的应用概况——国内



1992年开始引入 成立了交通部SMA推广课题组，进行专题研究。 推广课题组于97年提出了《SMA推广建议书》， 99年6月《SMA路面施工技术指南》 2002年《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》 至今已有二十多个省市修筑了SMA试验路，很多地区已 经大规模推广应用SMA。

60年代起源于德国
从80年代起在欧洲推广，许多国家列入规范。 90年代初引入美国，多个州修筑了试验路
NCAT已经于98年底完成了有关混合料设计的研究项目
NAPA于1999年出版了《SMA设计与施工指南》 2000年列入AASHTO规范
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3.4配合比设计的步骤
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⑴初拟级配

选择初试级配，按照下表的级配范围拟 定 3 个试验级配，使其 4.75mm 的通过量 分别为表中级配范围的中值、中值±3%。
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1.3 SMA13级配曲线 (0.45次方曲线)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0 0.075 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
SMA13 AC13I AK13A
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SMA
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SMA
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1.2 SMA的特点

嵌挤的骨架——高温稳定性好,抗车辙能力强
粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全
粗集料的定义

对于不同的公称粒径的SMA，粗集料的定义不 同。

最大公称粒径与级配间断点的关系
SMA级配间断点， mm 4.75 2.36
1.18
最大公称粒径，mm
13.2~25
SMA粗集料的定义， mm >4.75 >2.36
>1.18
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欧洲


普遍特点:最大公称粒径较小、级配偏细，常 用0/11、0/8、0/5等。 SMA级配范围较宽，设计有很强的经验性 SMA配合比设计主要依靠马歇尔、析漏试验 对于怎样才能使粗集料形成相互嵌挤的骨架没 有具体的试验方法及量化的指标。 近年级配要求趋严，级配范围变窄
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低温弯曲蠕变试验
Í Î µ Â Í ä Ç ú È ä ± ä Ê Ô Ñ é
25
Ê ,1E-7/s Ù Â ±Ë ä ä È
20 15 10 5 0 AC16I-70 SMA-70 AC16I-SBS SMA-SBS SMACaribit
3.2 配合比设计的要求
3.3 配合比检验的要求
3.3 配合比设计的步骤

3.4注意事项
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3.1配合比设计的原则

选择适当的级配保证粗集料间相互嵌挤
使用强度高、立方体状集料 较多地使用沥青，空隙率为4% VMA > 17% 析漏、飞散满足要求 满足高温稳定性要求 满足水稳性要求
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1.3 SMA13级配曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19
SMA13 AC13I AK13A
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2001 连徐高速SMA13
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2002 汾灌高速公路
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3.SMA配合比设计

3.1 配合比设计的原则
如果VCAMIX>VCADRY，

则表明填充的细集料过多，将粗集料相互撑开， 没有形成骨架结构，该级配不能接受。
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NCAT的研究

NCAT的研究表明[4]，4.75mm的通过率 与混合料的VMA密切相关，只有当 4.75mm的通过率小于30%，VMA才开 始增加，粗集料的嵌挤作用才能逐渐得 以发挥。
NCAT的研究


NCAT还提出了采用式（1）来判别混合 料中粗集料是否形成了嵌挤的骨架。 VCAMIX<VCADRY （ 1）
式中：VCAMIX——为混合料中粗集料间隙率，%； VCADRY——为干捣试验的粗集料间隙率，%。
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美国


SMA技术于90年代初传到美国，并得到迅速发展 出现了最大公称粒径变大、级配变粗、用油量相 对减少的趋势。 最显著的变化是粗细集料的比例不同。
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空隙率较小——抗水害、耐老化 沥青用量多——抗裂性好，耐久性好
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车辙试验
µ Õ ³ Þ Ê Ô Ñ é ¶ ¯ Î È ¶ ¨È ¶
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 AC16I-70 SMA-70 AC16ISBS SMA-SBS SMACaribit
肯塔堡飞散试验的混合料损失(20℃) 车辙试验动稳定度[2]
次／mm 水稳定性：残留马歇尔稳定度 冻融劈裂试验残留强度比
>3000
T9719
％ ％
mm
85以上 80以上
0.7－1.1
T0709 T0729
T0731
构造深度[3]
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9.5
4.75
NCAT的研究

美国沥青技术中心（NCAT）的研究表明，对 于SMA13~SMA25，4.75mm作为级配的间断 点有着重要意义，4.75mm筛孔通过量的大小 直接影响粗集料的嵌挤效果及VMA[4]。
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2 SMA在国内外的应用情况
2.1 国外 2.2 国内 2.3 江苏省

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2.1 SMA的应用概况——国外
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3.2配合比设计的要求
试验项目 单 位 技术要求
马歇尔试件击实次数
空隙率VV[1l 矿料间隙率VMA[1l 粗集料骨架间隙率VCAmix 沥青饱和度VFA 最小石比，合成集料毛体积相对密度 2.9 2.8 2.7 2.6 稳定度 流值 ％ ％ ％ ％ ％ KN mm ％ ％
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1.2 SMA的组成特点

三多一少

粗集料用量多：70~80% 沥青用量多：6% 矿粉用量多：8%
细集料用量少：15~20%
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